JPH07246930A - 管内走行車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管内を管軸方向に移動可能な走行車体を備
え、車軸の両端側に一対の磁気吸着輪体を備えた走行装
置を走行車体の前後方向に沿って複数備え、磁気吸着輪
体の磁気吸着力により管内壁面に吸着しながら管内を走
行する管内走行車を、管内壁面に対する輪体の接地状態
を、比較的容易な構成で確保できるものとする。 【構成】 走行車体３を、その前後方向に沿う軸回りに
相対回動可能に連結される前方側走行車体３ａと後方側
走行車体３ｂとを備えて構成するとともに、前方側走行
車体３ａと後方側走行車体３ｂとの夫々に、少なくとも
一つの走行装置２ａ、２ｂを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管内を管軸方向に移動
可能な走行車体と、車軸の両端側部位に一対の磁気吸着
輪体を備えた走行装置を、前記走行車体の前後方向に複
数備え、磁気吸着輪体の磁気吸着力により管内壁面に吸
着しながら管内を走行する管内走行車に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の管内走行車の従来構成を図７
（イ）（ロ）に示した。こういった従来例のものは、単
一剛体構成の走行車体５００の下部に、一対の走行装置
５０１を備え、走行装置５０１に備えられる磁気吸着輪
体５０２が有する磁気吸着力により、例えば、管内の傾
斜面、天井面等に吸着しながら走行することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成の管内走行車において、例えば前方側の走行装置を操
舵して管内を螺旋走行させる場合や、曲管部通過する場
合にあっては、車体の前後に備えられる走行装置の各一
対の磁気吸着輪体と管内壁面との接地点は単一平面上に
存在しなくなり、一部の輪体が管内壁面から引き離さ
れ、吸着力が小さくなり、転倒や落下を起こす場合があ
る。この状況が、図７（ロ）に示されている。図におい
ては、後続側の輪体が接地するとともに、先行側の輪体
の一方、図上右側に位置するもののみが接地している状
態が示されている。そして、このような問題に対応する
目的で、各輪体にサスペンションを設けようとすると、
管内壁面から輪体は離れなくなるが、構造が複雑にな
り、走行装置の体積、重量が増す。さらに、この構成を
採る場合は、管内走行車自体の車高が高くなるなど、管
内の限られたスペースでの走行に不利益が発生する。従
って、本発明の目的は、管内壁面に対する輪体の接地状
態を、走行装置の体積、重量、あるいは管内走行車自体
の車高を増加させることなしに、確保できる管内走行車
を得ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本願発明の管内走行車の特徴構成は、走行車体を、
その前後方向に沿う軸回りに相対回動可能に連結される
前方側走行車体と後方側走行車体とを備えて構成すると
ともに、前方側走行車体と後方側走行車体との夫々に、
少なくとも一つの走行装置を備えたことにある。さら
に、この構成において、前方側走行車体に設けられる前
方側走行装置を、走行車体の前後方向及び前方側走行装
置の車軸に直角な軸回りに操舵する前方側操舵機構が設
けれるとともに、後方側走行車体に設けられる後方側走
行装置を、走行車体の前後方向及び後方側走行装置の車
軸に直角な軸回りに操舵する後方側操舵機構が設けれて
いることが好ましい。さらに、この構成において、磁気
吸着輪体が、磁性を備えた内部輪体と内部輪体を収容す
る中空外部輪体とを備え、中空外部輪体が内部輪体に対
してその軸に直角な方向に相対移動自在に構成され、且
つ内部輪体がその周方向に転動可能な内部輪体転動ガイ
ド面を中空外部輪体内に備えた二重輪体で構成してある
ことが好ましい。そして、これらの作用・効果は以下の
とおりである。

【０００５】

【作用】管内走行車が管内を螺旋軌跡を描きながら走行
する場合を例に取って説明すると、例えば走行車体の前
方側に配設される走行装置が操舵されて管内壁面を登る
姿勢をとる場合は、この走行装置の車軸の両端側にある
一対の磁気吸着車輪が管内壁面に接地しながら前方側走
行車体の姿勢を決定することとなる。そして、このよう
な状態において後方側の走行装置（ひいては後方側走行
車体）は管内壁面との関係で操舵前の姿勢関係を保とう
とするが、本願の管内走行車においては、前方側走行車
体と後方側走行車体とが前後方向に沿った軸回りに相対
回動可能に構成されていることにより、前方側走行車体
と後方側走行車体との捩じれ関係が図３（イ）に示すよ
うに許容される。従って、前方側と後方側とに設けられ
ている走行装置の磁気吸着輪体の吸着状態を確保した状
態（接地が確実におこなわれている状態）のまま、走行
をおこなうことが可能となる。さらに、前方側走行車体
に設けられる前方側走行装置を、走行車体の前後方向及
び前方側走行装置の車軸に直角な軸回りに操舵する前方
側操舵機構が設けれるとともに、後方側走行車体に設け
られる後方側走行装置を、走行車体の前後方向及び後方
側走行装置の車軸に直角な軸回りに操舵する後方側操舵
機構が設けておくと、夫々の操舵装置を働かせることに
より、走行面の状態に合致した状態で、所定の管内走行
車の操舵をスムーズにおこなうことができる。さらに、
磁気吸着輪体として、これを、磁性を備えた内部輪体と
内部輪体を収容する中空外部輪体とを備え、中空外部輪
体が内部輪体に対してその軸に直角な方向に相対移動自
在に構成され、且つ内部輪体がその周方向に転動可能な
内部輪体転動ガイド面を中空外部輪体内に備えた二重輪
体から構成しておくと、管路内にある段差部あるいは角
部等に対して、こういった状態の部位に輪体が到達した
場合に、中空外部輪体が転動を停止された状態で、内部
輪体が中空外部輪体内を転動して磁気吸着輪体の姿勢変
更を行って良好に走行することができる。

【０００６】

【発明の効果】従って、構造の大幅な複雑化、重量化を
することなく、常に磁気吸着輪体と管内壁面を良好に接
地させることができ、強い磁気吸着力を保持しながら従
来構造の管内走行車で発生しがちであった走行不良や転
倒、落下等を防ぐことができる。この場合、走行装置の
体積、重量を大きく増加する必要ななく、さらに、管内
走行車全体の車高を高める必要もない。

【０００７】

【実施例】本願の実施例を図面に基づいて以下に説明す
る。図１には、本願の管内走行車１の側面図が、さらに
図２には、本願の管内走行車１に備えられる走行装置２
の構成の詳細が示されている。

【０００８】先ず、管内走行車１の概略構成について説
明する。本願の管内走行車１は、前方側走行車体３ａと
後方側走行車体３ｂとを備え、これら夫々の走行車体３
に対応する前方側走行装置２ａ、後方側走行装置２ｂが
備えられている。そして、前方側走行車体３ａと後方側
走行車体３ｂとは、走行車体３の前後方向に沿った連結
軸４を介して連結されており、夫々に備えられる走行装
置２とともに、各走行車体３ａ、３ｂがこの連結軸４回
りに相対回動自在に構成されている。さらに、上述の各
走行装置２ａ、２ｂは、車軸５の両端側に一対の磁気吸
着輪体６を備えて構成されており、磁気吸着輪体６の磁
気吸着力により管内壁面１００に吸着しながら管内を走
行する構成が採用されている。さらに、前方側走行車体
３ａに設けられる前方側走行装置２ａには、これを走行
車体３の前後方向及び前方側走行装置の車軸５に直角な
軸回りに操舵する前方側操舵機構７ａが設けれるととも
に、後方側の走行装置２ｂに関しても同様な構成の後方
側操舵機構７ｂが設けれている。

【０００９】以上が、この管内走行車１に備えられる走
行車体３と走行装置２の構成であるが、後方側の走行車
体、走行装置の構成は前方側のものと、上述の各走行車
体３ａ、３ｂ間の連結関係を除いて同一であるため、前
方側に例を取って以下、説明する。

【００１０】先ず、図２に示すように、走行装置２に対
しては、この車軸５を回動するための走行用駆動装置２
０（走行用モータ２１とベベルギヤ伝動機構２２）が備
えられている。一方、さらにこの走行用駆動装置２０を
含む走行駆動機構全体が、前述の操舵機構７によって、
操舵可能に構成されている。即ち、走行駆動機構全体を
走行車体３に対して、この走行車体３の前後方向及び走
行装置２に備えられる車軸５に対して直角な方向である
走行車体３の上下方向回りに回動可能に構成するととも
に、走行車体３側に操舵用駆動装置７０（操舵用モータ
７１及びギヤ伝動機構７２）を設けて、操舵機構７が構
成されている。この構成により、走行用駆動装置２０の
回動により車軸５及びこの車軸５の両端側部位に設けら
れる磁気吸着輪体６が回動されて、管内走行車１の走行
がおこなわれる。さて、この管内走行車１に操舵が必要
になった場合は、操舵用駆動装置７０が走行駆動機構全
体を走行車体３に対して回動させて、操舵をおこなう。

【００１１】次に、走行装置２の主要部をなす車軸５及
びこの車軸５の両端側部位に備えられる磁気吸着輪体６
について説明する。図２に示すように、磁気吸着輪体６
は、車軸５に接続される鉄製の内部輪体６０と、この内
部輪体６０を収容し、且つ内部輪体６０に対してその軸
Ｚに直角な方向に相対移動自在な中空外部輪体６１とを
備えて構成される。そして、中空外部輪体６１の内周面
には、内部輪体６０が輪体の周方向に転動可能な内部輪
体転動ガイド面６２が設けられる。ここで、内部輪体６
０の外周面６０ａと内部輪体転動ガイド面６２とは、夫
々、輪体の軸方向に沿った多数の溝６０ｂが設けられて
おり、これら両面が係合摩擦するように構成されてい
る。また、中空外部輪体６１は可撓性の輪体内側面部材
６３を介して、車軸５に相対回転自在に取り付けられ、
前述の輪体内側面部材６３以外の中空外部輪体部位６４
は磁性材料である鉄で構成されている。一方、前述の車
軸５には図に破線で示すように、その軸方向に永久磁石
５０が内挿されており、左右一対の内部輪体６０が異な
った磁極を備える構成とされている。結果、この走行装
置２が管内壁面１００に付着し、良好な走行作動をおこ
なうことができる。そして、この中空外部輪体６１内に
は磁気吸着力を高く保ために、磁性流体６５が少量挿入
されている。

【００１２】以下、本願の管内走行車１の管内走行状態
について説明する。この管内走行車１においては、走行
車が管軸に沿って走行をおこなう場合は、図１に示すよ
うに走行車体１の前後方向に対して走行装置２の車軸５
が直交する状態に保たれて、走行がおこなわれる。そし
て、例えば管周方向の移動を伴う螺旋走行を管内走行車
１がおこなう場合は、前方側もしくは後方側いずれか一
方、もしくは両方の操舵機構７が働いて、走行車１の操
舵がおこなわれる。このような状態においては、前方側
走行車体３ａと後方側走行車体３ｂとの連結関係が有効
に働き、図３（イ）に示すように、一方の走行車体３ａ
（３ｂ）が他方の走行車体３ｂ（３ａ）に対して傾いた
姿勢を取ることが許容され、各走行装置２に備えられる
磁気吸着輪体６が管内壁面１００に接地した状態で、有
効に磁気吸着力を発揮して走行をおこなうことができ
る。

【００１３】一方、この管内走行車が、管内等の段差部
２００に到達した場合は、前述の二重車輪が有効に働
く。即ち、図４に示すように、二重車輪においては、内
部輪体６０は中空外部輪体６１に対して、その内部輪体
転動ガイド面６２に沿って転動可能であるため、図４
（イ）（ロ）に示すように中空外部輪体６１が段差部２
００の走行面Ｗ１に対して垂直に形成される段形成壁面
Ｗ２に到達すると、この輪体６１の転動が止められ、図
４（ロ）に示すように、内部輪体６０のみが転動して、
車体を持ち上げる。そして、後続する走行装置の働きに
より、内部輪体６０が所定上昇位置に来た段階で（図４
（ハ）に示すように）、二重車輪が上部側の走行面Ｗ３
上に移動し、段差部２００の乗り越えを完了する。この
状況は、上部側の走行面Ｗ３がない角部において、走行
面Ｗ１からこれから傾斜した傾斜面（図外）に移動走行
する場合においても同様に働くこととなる。

【００１４】〔別実施例〕本願の別実施例を以下箇条書
きする。 （イ） 上記の実施例においては、管内走行体が、前後
一対の走行車体を備える例を示したが、３個以上の走行
車体を備える構成としてもよい。この場合、図５に示す
ように、中間部に備えられる走行車体３ｃのみを前方側
走行車体３ａ、後方側走行車体３ｂから傾けて、管内壁
面の特定角部位に対して監視、作業等を行えるようにで
きる。 （ロ） さらに、上記の構成においては前方側走行車体
３ａ、後方側走行車体３ｂとの走行車体前後方向に沿っ
た揺動を許容するのみの構成を示したが、例えば、管周
方向における走行が必要な場合に、この揺動を許容し、
管周方向で特定の角度位置の監視、作業等が必要な場合
に、例えば前方側走行車体３ａをその走行装置２ａが鉛
直下方を向く姿勢に、そして後方側走行車体３ｂをその
走行装置２ｂ管内壁面の傾斜面を向く姿勢に固定して、
走行できる構成としてもよい。即ち、前方側走行車体３
ａと後方側走行車体３ｂを相対回動自在に連結するとと
もに、所定の相対角θを維持した状態でその連結状態を
固定可能とする固定機構（図外）を備えておくと、例え
ば管軸に対して一定の角度で螺旋走行をおこなう場合
に、最適な前方側走行車体３ａと後方側走行車体３ｂと
の相対角度姿勢を維持して走行がおこなえる。さらに、
この構成を採る場合は、管底部から一定の角度離れた管
内周面を管軸方向に沿って、監視、作業等おこなう場合
に、いずれかの走行車体を適切な姿勢に維持して走行を
おこなえる。この場合の例が、図３（ロ）、図５に示さ
れている。 （ハ） 上記の実施例においては、走行車体をその前後
方向に複数に分割し、分割された走行車体間を前後方向
軸回りに回動自在に構成することによって、管周方向の
走行を伴った管内走行において、前後方向に配設される
磁気吸着車輪が、管内壁面より離間するのを防止した
が、この構成の他に図６に示すような構成を採っても同
様の目的は達成できる。即ち、図６に示すように、走行
用駆動装置２２を備えた走行装置２と上述の操舵機構７
を含めて、これらを一体とした走行装置２０００を走行
車体３０００に対して、図６矢印Ａの方向に揺動自在に
構成する。この揺動機構２００１としては、走行装置２
０００側から走行車体３０００側に侵入する車体側張り
出し部２００２を設け、この張り出し部２００２をスプ
リング、エアースプリングといった付勢機構２００３を
介して走行車体３０００から離間する側に付勢しておく
構成が考えられる。このように構成しておくと、車軸５
の両端側に備えられる磁気吸着輪体６の一方が接地して
他方が走行車体３０００の姿勢により管内壁面１００よ
り浮く状態となった場合においても、車体側張り出し部
２００２が上部側に付勢機構２００３の付勢に抗して引
退することにより、両端側の磁気吸着輪体６が管内壁面
１００に接地することが可能となり、同様に、磁気吸着
状態を良好に保つことができる。

【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の管内走行車の構成を示す図

【図２】走行装置の構成を示す図

【図３】管内走行車の走行状態を示す図

【図４】段差部における磁気吸着輪体の走行状態を示す
図

【図５】本願の別実施例を示す図

【図６】走行車輪及びその駆動装置と走行車体との間に
干渉機構を設けた例を示す図

【図７】従来構成の管内走行車の構成を示す図

【符号の説明】

１ 管内走行車 ２ 走行装置 ２ａ 前方側走行装置 ２ｂ 後方側走行装置 ３ 走行車体 ３ａ 前方側走行車体 ３ｂ 後方側走行車体 ５ 車軸 ６ 磁気吸着輪体 ７ 操舵機構 ７ａ 前方側操舵機構 ７ｂ 後方側操舵機構 ６０ 内部輪体 ６１ 中空外部輪体 ６２ 内部輪体転動ガイド面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管内を管軸方向に移動可能な走行車体
   （３）を備え、車軸（５）の両端側に一対の磁気吸着輪
   体（６）を備えた走行装置（２）を前記走行車体（３）
   の前後方向に沿って複数備え、前記磁気吸着輪体（６）
   の磁気吸着力により管内壁面（１００）に吸着しながら
   管内を走行する管内走行車であって、前記走行車体
   （３）を、その前後方向に沿う軸回りに相対回動可能に
   連結される前方側走行車体（３ａ）と後方側走行車体
   （３ｂ）とを備えて構成するとともに、前記前方側走行
   車体（３ａ）と後方側走行車体（３ｂ）との夫々に、少
   なくとも一つの前記走行装置（２ａ),（２ｂ）を備えた
   管内走行車。
2. 【請求項２】 前記前方側走行車体（３ａ）に設けられ
   る前方側走行装置（２ａ）を、前記走行車体（３）の前
   後方向及び前記前方側走行装置（２ａ）の車軸（５）に
   直角な軸回りに操舵する前方側操舵機構（７ａ）が設け
   れるとともに、前記後方側走行車体（３ｂ）に設けられ
   る後方側走行装置（２ｂ）を、前記走行車体（３）の前
   後方向及び前記後方側走行装置（２ｂ）の車軸に直角な
   軸回りに操舵する後方側操舵機構（７ｂ）が設けれてい
   る請求項１記載の管内走行車。
3. 【請求項３】 前記磁気吸着輪体（６）が、磁性を備え
   た内部輪体（６０）と前記内部輪体（６０）を収容する
   中空外部輪体（６１）とを備え、前記中空外部輪体（６
   １）が前記内部輪体（６０）に対してその軸（Ｚ）に直
   角な方向に相対移動自在に構成され、且つ前記内部輪体
   （６０）がその周方向に転動可能な内部輪体転動ガイド
   面（６２）を前記中空外部輪体（６１）内に備えた二重
   輪体である請求項１記載の管内走行車。